如何在 Blender 导出脚本中导出每个顶点的 UV 坐标

Question

我正在从 Blender 2.64 编写一个 python 导出脚本。这个想法是我试图以对 OpenGL VBO 友好的方式导出网格数据。所以我在结构布局数组中导出顶点属性。例如，对于具有顶点、法线和一对纹理坐标的网格，VBO 中的每个 vertexAttribute 将是 8 个连续的浮点数：

vvvnnntt 

到目前为止一切顺利。问题是，当 Blender 进行 UV 映射时，它实际上可以将不同的 uv 分配给同一个顶点。

也就是说，假设您有一个立方体：您有 8 个顶点，并且您有 6 个面（在本例中为四边形）。我本来期望索引为 0,1,2,3 的面/多边形 暗示：

vertex 0, normal 0, uvCoord0 
vertex 1, normal 1, uvCoord1 
vertex 2, normal 2, uvCoord2 
vertex 3, normal 3, uvCoord3 

因此，例如，任何提及索引 0 的任何面孔，都将始终暗示 顶点 0，法线 0，uvCoord0 元组。好吧，结果在 Blender 中，如果我理解正确的话，一张脸可以用 uvCoord 0 引用顶点 0，而另一张脸可能用不同的 uVCoord 引用相同的顶点 0。因此，人脸的 loop_indices 实际上必须用于在对象通用 data.vertices 和 data.uv_layers[].data 容器中查找向量和 uvCoord。

这允许为每个面应用 uv 贴图。所以你可以有一个立方体，每个面都应用了不同的 uv 纹理，即使两个相邻的面共享一个顶点，顶点也会根据面有不同的 uv 坐标。

不过，我的网格不应该对同一个顶点有不同的 uv，因为我正在展开相邻的面。这意味着在我的 UV 贴图中，展开的网格是一组相邻的面（例如，如果它是由 6 个面组成的立方体，则考虑一个十字形）并且在两个相邻的面之间，它们的公共顶点应该映射到同一个点在 uv 贴图中。

鉴于上述情况，我认为这种方法应该可行：

vertexAttributeList = []
    for vertex in mesh.data.vertices:
        vertexAttribute = list(vertex.co)
        vertexAttribute.extend(list(vertex.normal))
        vertexAttributeList.append(vertexAttribute)

    for triangle in mesh.data.polygons:
        for uv_layer in mesh.data.uv_layers:
            for i in triangle.loop_indices:
                lookupIndex = mesh.data.loops[i].vertex_index
                if len(vertexAttributeList[lookupIndex]) == 6:
                    uvCoord = uv_layer.data[i].uv
                    vertexAttributeList[lookupIndex].extend([uvCoord[0], 1 - uvCoord[1]])

如您所见，上面代码中的含义是我将多次访问顶点，因为我正在迭代共享顶点的网格面（在本例中为三角形）。每次我访问一个顶点时，如果它还没有分配它的 UV 坐标，那么我通过使用三角形的 loop_indices 查找它们来分配它们。毕竟，我的假设是，在一天结束时，每个顶点都有唯一的 uv 坐标。

上面的代码给出了以下布局，例如（我正在显示网格的前 6 个顶点属性）：

-1.000000 -1.000000 -1.000000 -0.707083 -0.707083  0.000000  0.076381  0.948520
-1.000000  1.000000 -1.000000 -0.707083  0.707083  0.000000  0.454183  0.948519
 1.000000  1.000000 -1.000000  0.707083  0.707083  0.000000  0.325162  0.948519
 1.000000 -1.000000 -1.000000  0.707083 -0.707083  0.000000  0.205674  0.948519
-1.000000 -1.000000  1.000000 -0.577349 -0.577349  0.577349  0.581634  0.795012
-1.000000  1.000000  1.000000 -0.577349  0.577349  0.577349  0.454183  0.795012
...

但是当我使用这个信息加上网格的面时，我的布局是这样的：

4 5 1
5 6 2
6 7 3
7 4 0
...

为了在我的程序（某种引擎）中渲染我的模型，uv 映射显然搞砸了。也就是说，模型在顶点和法线方面渲染得很好，但 uv 纹理显然没有正确映射。

有什么想法吗？我的意思是，要么我导出正确并弄乱了我的应用程序中的 OpenGL 渲染代码，要么我导出了顶点和 uv 坐标之间的错误映射。 （或者两者兼而有之，当然......但我现在假设我正在搞乱导出脚本）。

最后一件事，如果我更改上述 python 代码以附加分配给顶点的每个新 uv，而不是仅在尚未分配 uv 时才附加，对于顶点 1，我得到：

[-1.0, -1.0, -1.0, -0.7070833444595337, -0.7070833444595337, 0.0, 0.07638061791658401, 0.9485195726156235, 0.5816344618797302, 0.9485194832086563, 0.07638061791658401, 0.9485195726156235]

请注意，此示例中只有一个 uv 层。很明显，Blender 确实为顶点 1 分配了 2 个 uv 坐标。

Answer 1

我认为可能有一种方法可以插入或以其他方式协调/混合 UV，以便在所有内容都相邻的情况下最终每个顶点都有一个 UV。但与此同时，鉴于没有人提出替代方案，我最终复制了具有不同 UV 的顶点，并放弃了为 GL_ELEMENT_ARRAY 导出的尝试。如果使用单个 VBO（使用 glDrawArrays）进行渲染，则以下代码有效：

def exportMesh(filepath):

    # Only one mesh per scene
    objList = [object for object in bpy.context.scene.objects if object.type == 'MESH']

    if len(objList) == 0:
        return
    elif len(objList) > 1:
        return
    #raise exepction? dialog box?


    # Process the single mesh object:
    mesh = objList[0]

    # File name is same as the mesh's name in Blender
    meshFilePath = filepath[0 : filepath.rindex('/') + 1] + mesh.name + ".mesh"
    file = open(meshFilePath, 'w')

    WorldTransform = Matrix().Identity(4)
    WorldTransform *= Matrix.Rotation(radians(90), 4, "X")
    file.write('World Transform:\n')
    for rcol in WorldTransform_T.row:
        file.write('{:9f} {:9f} {:9f} {:9f}\n'.format(row[0], row[1], row[2], row[3]))
    file.write('\n')

    # Mesh (local) transform matrix
    file.write('Mesh Transform:\n')
    localTransform_T = mesh.matrix_local.copy()
    localTransform_T.transpose()
    for row in localTransform_T.row:
        file.write('{:9f} {:9f} {:9f} {:9f}\n'.format(row[0], row[1], row[2], row[3]))
    file.write('\n')

    vertexAttributeList = []
    for triangle in mesh.data.polygons:
        vertices = list(triangle.vertices)
        i = 0
        for vertex in vertices:
            vertexAttribute = list(mesh.data.vertices[vertex].co)

            if triangle.use_smooth:
                vertexAttribute.extend(list(mesh.data.vertices[vertex].normal))
            else:
                vertexAttribute.extend(list(triangle.normal))

            for uv_layer in mesh.data.uv_layers:
                uvCoord = uv_layer.data[triangle.loop_indices[i]].uv
                vertexAttribute.extend([uvCoord[0], 1 - uvCoord[1]])

            totalVertexWeight = 0
            jointWeights = [group.weight for group in mesh.data.vertices[vertex].groups]
            jointIndices = [group.group for group in mesh.data.vertices[vertex].groups]
            for weight in jointWeights:
                totalVertexWeight += weight

            vgNum = len(mesh.vertex_groups)
            jointWeightsAttribute = []
            jointIndicesAttribute = []
            for vgIndex in range(4):
                if vgIndex < len(jointIndices):
                    jointWeightsAttribute.append(jointWeights[vgIndex] / totalVertexWeight)
                    jointIndicesAttribute.append(jointIndices[vgIndex])
                else:
                    jointWeightsAttribute.append(0)
                    jointIndicesAttribute.append(0)

            vertexAttribute.extend(jointWeightsAttribute)
            vertexAttribute.extend(jointIndicesAttribute)

            vertexAttributeList.append(vertexAttribute)
            i += 1

    # VBO
    vNum = len(vertexAttributeList)
    tNum = len(mesh.data.uv_layers)
    file.write('VBO Length: {:d}\n'.format(vNum))
    for vertexAttribute in vertexAttributeList:
        file.write('{:9f} {:9f} {:9f} {:9f} {:9f} {:9f} {:9f} {:9f} {:9f} {:9f} {:9f} {:9f} {:d} {:d} {:d} {:d}\n'.format(vertexAttribute[0],
                                                                                                                          vertexAttribute[1],
                                                                                                                          vertexAttribute[2],
                                                                                                                          vertexAttribute[3],
                                                                                                                          vertexAttribute[4],
                                                                                                                          vertexAttribute[5],
                                                                                                                          vertexAttribute[6],
                                                                                                                          vertexAttribute[7],
                                                                                                                          vertexAttribute[8],
                                                                                                                          vertexAttribute[9],
                                                                                                                          vertexAttribute[10],
                                                                                                                          vertexAttribute[11],
                                                                                                                          vertexAttribute[12],
                                                                                                                          vertexAttribute[13],
                                                                                                                          vertexAttribute[14],
                                                                                                                          vertexAttribute[15]))
    file.write('\n')


    # Done writing mesh file
    file.close()